[發明專利]基于正交設計和正態云模型機制砂T梁混凝土配合比方法

有效

• 申請號: 201910299948.4
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110046427B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 劉敦文;翦英驊;賴勇超
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 張勇

1.一種基于正交設計和正態云模型的機制砂T梁混凝土配合比設計及優化方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟101，設計正交試驗，先選擇主要影響因素進行初步實驗，每個所述因素設置2～3水平，設置考核指標并初步確定試驗配合比；正交試驗中所述的影響因素包括水膠比、水泥用量、礦物摻合料用量、礦物摻合料之間的比值、機制砂石粉含量、砂率、外加劑摻量；所述的考核指標包括工作性能、力學強度、抗滲性、抗裂性和經濟性；

步驟102，根據步驟101確定的所述實驗配合比結合平臺中的專家意見，構建機制砂T梁混凝土配合比評價指標體系，利用數字特征計算公式得出標準評語云的數字特征；

步驟103，通過逆向云發生器將定性指標轉化為定量的云數字特征，根據排隊理論確定各指標權重，并將指標權重和評價指標云模型進行融合，得出最終的綜合評價云；

步驟104，利用Matlab軟件進行運算，根據云相似原理比較生成的綜合評價云滴圖與標準評語云滴圖并求得相似度進行對比驗證，得出機制砂T梁混凝土配合比最終的評價結果，并根據評價結果判斷是否需要進一步優化；

步驟105，將綜合云數字特征與指標體系中因素的云數字特征進行比較，得出機制砂T梁混凝土配合比中的需改善因素，對需要改善的因素再次設計并進行正交試驗，得出優化后的新配合比；

步驟106，重復步驟102至步驟105，直到得到評價結果符合要求的混凝土配合比。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，正交試驗中的所述考核指標進一步包括坍落度、坍落擴展度、倒坍落度筒流動時間、7天抗壓強度、28天抗壓強度、電通量、單位面積總開裂面積。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述機制砂T梁混凝土配合比評價指標包括水泥、礦物摻合料、細骨料、粗骨料、外加劑、經濟性6個一級指標因素。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟102進一步包括：

步驟201，根據平臺中的專家評審意見，將標準評語由好至壞劃分為4個定性概念；

步驟202，對所述的4個定性概念設置對應的分值區間；

步驟203，利用數字特征計算公式得到各標準評語的云數字特征；

步驟204，利用正向云發生器將標準評語的云數字特征轉換為對應的標準云滴圖。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟103進一步包括：

步驟301，由排隊理論確定所述各指標權重，通過逆向云發生器將定性指標轉化為定量的云數字特征，并通過數字特征計算公式得出定量指標的云數字特征；

步驟302，將指標權重和指標云數字特征進行融合，得出綜合云數字特征；

步驟303，利用正向云發生器將綜合云數字特征轉換為綜合評價云滴圖。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟104進一步包括：

步驟401，利用Matlab軟件進行運算，生成綜合評價云滴圖與標準評語云滴圖，比較得出結果，并利用云相似原理，求出綜合評價云與標準云的相似度來對比驗證，得出機制砂T梁混凝土配合比最終的評價結果，若評價結果的分值超過預設值，則接受該配合比，否則就對配合比進行優化；

步驟402，將各一級指標因素的云數字特征按特征均值從小到大進行排序，并與標準云數字特征進行比較，對小于標準云數字特征均值的因素定為需優化因素；

步驟403，將所述需優化因素作為正交試驗中的試驗因素，設置多個水平再次進行試驗，得出優化后的配合比。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟105進一步包括：配合比經過優化后，再次使用云模型模糊綜合評價法對其進行評價，倘若未達到設計要求，則再次選擇需改善因素進行正交試驗，直到得出符合要求的混凝土配合比。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述水泥指標因素下包括水泥種類、水泥用量、水泥膠砂28天抗壓強度3個二級指標因素。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述礦物摻合料指標因素包括礦物摻合料種類、礦物摻合料用量、不同種礦物摻合料之間的比值；所述細骨料指標因素包括機制砂石粉含量、機制砂泥粉含量、機制砂細度模數與顆粒級配；所述粗骨料指標因素包括石子含泥量、石子最大粒徑、石子壓碎值；所述外加劑指標因素包括外加劑種類、外加劑摻量；所述經濟性指標因素下包括直接成本和間接成本。